المنطقة F

تُعدّ منطقة F من الغلاف الأيوني موطنًا لطبقة التأين F، والتي تُعرف أيضًا بطبقة أبلتون-بارنيت ، نسبةً إلى الفيزيائي الإنجليزي إدوارد أبلتون والفيزيائي وعالم الأرصاد الجوية النيوزيلندي مايلز بارنيت . وكما هو الحال في قطاعات الغلاف الأيوني الأخرى، تشير كلمة "طبقة" إلى تركيز البلازما ، بينما تشير كلمة "منطقة" إلى الحجم الذي يحتوي على هذه الطبقة. تحتوي منطقة F على غازات متأينة على ارتفاع يتراوح بين 150 و800 كيلومتر (93-497 ميلًا) فوق مستوى سطح البحر، مما يضعها في الغلاف الحراري للأرض، وهي منطقة ساخنة في الغلاف الجوي العلوي ، وكذلك في الغلاف غير المتجانس ، حيث يختلف التركيب الكيميائي باختلاف الارتفاع. وبشكل عام، تتميز منطقة F بأعلى تركيز للإلكترونات والأيونات الحرة في أي مكان في الغلاف الجوي. ويمكن اعتبارها مكونة من طبقتين، هما F1 وF2 .  

تقع طبقة F مباشرةً فوق طبقة E (طبقة كينلي-هيفسايد سابقًا) وتحت طبقة البروتونوسفير . وهي تعمل كعاكس موثوق لإشارات الراديو عالية التردد، إذ لا تتأثر بالظروف الجوية، على الرغم من أن تركيبها الأيوني يتغير بتغير دورة البقع الشمسية. وتعكس ترددات السقوط العمودي عند أو دون التردد الحرج (حوالي 10  ميجاهرتز)، وتمتص جزئيًا الموجات ذات الترددات الأعلى.

_{تُمثل طبقة F1 القطاع السفلي من طبقة F ،} وتتواجد على ارتفاع يتراوح بين ¹⁵⁰ و220 كيلومترًا (93 إلى 137 ميلًا) فوق سطح الأرض، وذلك خلال ساعات النهار فقط. تتكون هذه الطبقة من مزيج من الأيونات الجزيئية O₂⁺ وNO⁺ ^، والأيونات الذرية O⁺ ^. [ ^{1 ] فوق} منطقة F1، يُصبح الأكسجين الذري المكون السائد، نظرًا لأن الجسيمات الأخف تميل إلى التواجد على ارتفاعات أعلى فوق حد التوربينات (عند حوالي 90 كيلومترًا؛ 56 ميلًا ). يُوفر هذا الأكسجين الذري الأيونات الذرية O⁺ ^التي تُشكل طبقة F2. تحتوي طبقة F1 على ما يقارب 5 × 10⁵ ^{إلكترون} /سم³ ⁽ إلكترونات حرة لكل سنتيمتر مكعب) عند الظهيرة، وفي أدنى مستويات نشاط البقع الشمسية ، وتزداد الكثافة إلى حوالي 2 × 10⁶ ^{إلكترون} /سم³ ^خلال ذروة نشاط البقع الشمسية. ثم تنخفض الكثافة إلى أقل من 10⁴ ^{إلكترون} /سم³ ^ليلًا .    

• تندمج طبقة F ₁ مع طبقة F ₂ ليلاً.
• على الرغم من انتظام خصائصها إلى حد كبير، إلا أنها لا تُلاحظ في كل مكان أو في جميع الأيام. الطبقة العاكسة الرئيسية خلال فصل الصيف لمسارات تتراوح بين 2000 و3500 كيلومتر (1200 إلى 2200 ميل) هي طبقة F1 _. ومع ذلك، يعتمد هذا على تردد الإشارة المنتشرة. يمكن لكثافة الإلكترونات في طبقة E، وما ينتج عنها من تردد MUF ( التردد الأقصى القابل للاستخدام) ، خلال فترات النشاط الشمسي العالي، أن تنكسر، وبالتالي تحجب إشارات تصل إلى حوالي 15 ميجاهرتز من الوصول إلى منطقتي F1 وF2، مما يؤدي إلى أن تكون المسافات أقصر بكثير مما هو ممكن مع الانكسارات من منطقتي F1 وF2، ولكن يمكن للإشارات ذات زاوية الإشعاع المنخفضة للغاية (أقل من حوالي 6 درجات) أن تصل إلى مسافات تصل إلى 3000 كيلومتر (1900 ميل) عبر انكسارات منطقة E. ^{[ 2 ]}       
• توجد طبقة F2 على ارتفاع يتراوح بين 220 و800 كيلومتر (140 إلى 500 ميل) فوق سطح الأرض. وتُعدّ طبقة F2 _الطبقة العاكسة الرئيسية لاتصالات الراديو عالية التردد (HF ₎ ليلاً ونهاراً. ويبلغ مدى انتشار موجات _F2 عبر قفزة واحدة، ضمن حدود الأفق، حوالي 4000 كيلومتر (2500 ميل) . وتبلغ كثافة الإلكترونات في طبقة F2 _حوالي 10⁶ ^{إلكترون} /سم³ ^. ومع ذلك، فإن التغيرات فيها عادةً ما تكون كبيرة وغير منتظمة، وتبرز بشكل خاص أثناء العواصف المغناطيسية. ويتأثر سلوك طبقة F2 بشكل كبير برياح الغلاف الحراري المعقدة.    

الترددات الحرجة لطبقة F2 _هي الترددات التي لا تخترق طبقة F2 _. [ ^{3 ] [ 4 ] في} ظروف جوية نادرة، يمكن أن يحدث انتشار F2 ، مما يؤدي إلى استقبال إشارات تلفزيون VHF وراديو FM على مسافات شاسعة، تتجاوز بكثير منطقة الاستقبال العادية التي تتراوح بين 40 و100 ميل (64-161 كم ) . 

•  تتضمن هذه المقالة موادًا متاحة للعموم من المعيار الفيدرالي 1037C ، إدارة الخدمات العامة . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 22 يناير 2022.